• 非金属材料指工程材料中除金属材料以外的其他一切材料。 • 非金属材料的原料来源广泛，自然资源丰富，成形工艺简单，具有一些特殊性能，应用日益广泛，已成为机械工程材料中不可缺少的重要组成部分。 • 在机械工程中常用的非金属材料主要包括高分子材料、陶瓷材料和复合材料； 学习要点： • 1．高分子材料（高聚物）是通过聚合反应以低分子化合物结合形成的。聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。 • 2．塑料主要由合成树脂和添加剂组成。 • 3．常用塑料及其在生产中的用途。 • 4．工业陶瓷的特点及用途。 • 5．复合材料的特点及分类

双极板作为质子交换膜燃料电池（PEMFCs）的重要组成部件，对电池堆的重量、体积、效率、耐久度、成本起着决定性作用。目前，金属板与石墨板电堆制备技术相对成熟，已经广泛应用于商用车、乘用车领域，但复合双极板的生产制造因原料配方未完全实现国产化、无法大批量流水线生产、成本较高等在我国仍未大批量投入市场，寻找低成本的原材料、优化原料配比及加工条件、缩短加工周期对复合双极板的产业化具有重要意义。本文首先比较了金属双极板、石墨双极板和复合双极板的特点，介绍了复合双极板的模压工艺及优点，然后概述了碳基复合材料模压双极板的研究进展，包括以酚醛树脂、环氧树脂和乙烯基酯树脂等热固性树脂为黏结剂的树脂/石墨复合双极板和炭黑、碳纤维、碳纳米管增强复合双极板，重点总结了原料种类、配比和成型工艺条件对双极板性能的影响，最后梳理了复合双极板的产业化现状，提出国内外主要双极板研发企业面临的问题，并对复合双极板的发展方向进行了展望

疲劳裂纹的萌生与扩展容易导致压力容器及管道的严重疲劳失效.因此就设备的安全可靠性而言,非常有必要对疲劳裂纹扩展过程进行监测,并对疲劳损伤程度进行评估.本文针对316LN不锈钢材料进行疲劳实验研究,利用直流电位法测量实验中的裂纹长度,得到了材料的疲劳裂纹扩展曲线.利用声发射技术对疲劳裂纹扩展过程进行监测,通过声发射多参数分析对疲劳损伤状态进行评价,同时建立了声发射参数与线弹性断裂力学参数之间的关系,并进行寿命预测.研究表明:声发射能够对316LN不锈钢的疲劳裂纹损伤进行有效评估,声发射累积参数如累积计数、累积能量和累积幅值曲线上的转折点标志着疲劳裂纹进入快速扩展阶段,这可以为工程人员提供失效预警;声发射波形和频谱分析表明,噪声信号的幅值较小且信号持续时间较长,信号包含的频率成分比较复杂,而裂纹扩展信号是突发型信号,衰减较快,信号频率主要集中在80~170 kHz范围内;声发射计数率、能量率和幅值率与应力强度因子幅度以及疲劳裂纹扩展速率之间呈线性关系,裂纹长度预测结果与实测值接近.本研究工作对于工程结构的疲劳失效预警和剩余寿命预测具有重要意义

预制装配综合管廊结构中，节点是结构的薄弱环节，其力学性能直接影响整体结构的变形和承载力等。本文提出了一种“U型套箍插筋连接”新型装配式双舱综合管廊结构，通过4个节点足尺试件力学性能试验，包括1个底部L型现浇边节点试件，1个底部L型装配边节点试件，1个顶部L型装配节点试件和1个底部T型装配节点试件，以此来验证“U型套箍插筋”连接技术的有效性。试验得到了节点足尺试件的开裂荷载、裂缝发展规律、承载能力、破坏方式、构件延性等力学性能。试验结果表明：新型装配式管廊节点试件都在靠近角点区域发生弯剪破坏，具有较高的承载力和延性；采用“U型套箍插筋”连接性能可靠，能够获得与现浇节点试件相当的力学性能

在阐述炼钢厂多尺度建模与协同制造技术架构的基础上，分别从单体工序尺度、车间区段尺度与炼钢厂运行尺度开展了炼钢厂协同制造的研究。从工序/装置过程控制系统（PCS）到炼钢厂制造执行系统（MES）进行了较为系统的建模研发，构建了包括转炉工序、精炼工序与连铸工序在内的工序工艺控制模型以及以生产计划与调度模型为核心的物质流运行优化模型，并通过工序工艺控制和生产计划与调度的动态协同，实现了炼钢厂多工序/装置的高效运行。研发了炼钢?连铸过程工序工艺控制模型、生产计划与调度模型同MES之间的数据接口，实现了MES与生产工艺控制、流程运行控制、生产计划与调度系统的有机融合，形成了以机理模型与数据模型协同驱动的工艺精准控制、多工序协同运行、基于“规则+算法”的生产计划与调度为支撑的炼钢?连铸过程集成制造技术，通过多层级的纵向协同与多工序的横向协同，实现了炼钢厂的协同运行与控制。研究成果是炼钢?连铸过程智能制造的有益探索与实践，对流程工业智能制造企业具有很强的参考价值，对冶金工业绿色化、智能化发展具有示范与借鉴作用。应用后，明显提升了炼钢厂的协同制造水平，取得了显著的经济与社会效益

首先介绍了氧气高炉的发展历程，早期的研究工作主要着眼于解决由于氧气代替空气鼓风而引起的“上冷下热”问题，并总结了各国研究者提出的氧气高炉流程及其主要特点。随后系统阐述了北京科技大学科研人员在氧气高炉工艺基础研究与工程技术开发方面所取得的主要进展。这些研究包括氧气高炉流程设计，含铁炉料还原与软熔，氧气鼓风及循环煤气喷吹条件下的煤粉燃烧，循环煤气加热过程中的物理化学变化等炉内反应与变化，以及在此基础上开展的回旋区及全炉数值模拟研究，为氧气高炉的工程化实施奠定理论基础。最后对氧气高炉的碳素流及节碳潜力进行了分析，并提出富氢碳氢循环氧气高炉将成为炼铁低碳化的重要发展方向

深度神经网络技术用于机械设备故障诊断展现出了巨大潜力，但繁重复杂的计算量对计算机硬件提出了严苛的要求，严重限制了其在实际工程中的应用。基于此提出一种新型的轻量级神经网络ShuffleNet，用于高速列车轮对轴承故障诊断研究。该网络模型基于模块化设计思想，包含多个高效率的ShuffleNet单元，通过运用分组卷积与深度可分离卷积技术极大改善了传统卷积操作的运算效率；同时使用通道混洗方法克服了通道分组带来的约束，改进了网络的损失精度。实验分析表明，所提网络模型可有效用于复杂工况下高速列车轮对轴承故障诊断，相比传统卷积神经网络、残差网络和Xception等当前深度神经网络模型，在保证诊断精度的同时，运行效率得到大幅提升。这为深度神经网络技术应用于工程实际，克服计算机硬件条件限制提供了一条新的途径

针对宁夏地区煤矿开采现状，归纳总结了宁夏煤矿开采亟待解决的技术问题，如基础理论与技术瓶颈亟待突破、绿色开发技术标准与规范不完善、绿色开发技术与装备保障不足以及缺乏示范引领与政策支持。从宁夏煤炭工业未来发展的现实需求出发，提出了宁夏煤矿绿色开发的战略思想、发展蓝图和战略目标，形成其总体战略布局。在此基础上，从多方面提出了宁夏煤矿未来绿色开发的技术路径，主要包括煤炭开采水资源保护技术、矿井水大规模低成本处理技术、矿区地表生态减损和修复技术、智能化绿色开采技术以及洁净煤技术。最后，提出了宁夏煤矿绿色发展的可行性建议。明确绿色发展理念与目标，积极实施绿色矿业，助力生态环境和生态文明建设迈上新的台阶，最终实现宁夏煤炭产业的高质量可持续发展

我国不锈钢工业近年来飞速发展，产生大量含铬固废。含Cr固废的综合利用工艺技术的开发，Cr元素的解毒/固化机理是需要考虑的关键问题。本文综述了前人在该领域的相关研究工作，包括国内外不锈钢工业固废的化学和物相组成、铬在不同含铬固废中的存在形式、铬在环境中的循环富集规律和毒性。探讨了含Cr矿相的演变规律、Cr在不同矿相中的固化机理。总结了目前利用不锈钢工业含铬固废制备水泥、微晶玻璃和烧结陶瓷等各类无机材料的研究进展。分析了目前利用不锈钢工业含铬固废制备各类无机材料过程中存在的瓶颈问题。以期为未来中国无害化、高值化、资源化处理不锈钢含铬固废并实现产业化应用提供基础借鉴

目前，熔盐电化学冶金普遍采用炭素阳极，阳极CO2产物是重要的碳排放源。若在高温熔盐体系中使用惰性析氧阳极，则可实现熔盐电解过程低碳排放。因此，开发适用于熔盐电解体系的惰性阳极至关重要，也是近年来国内外研究热点。本文首先综述了各种高温熔盐体系惰性阳极的研究进展，所涉及熔盐体系包括：铝电解氟化物盐、CaCl2熔盐、碳酸盐和熔融氧化物等。另外，近年来月球开发利用受到广泛关注，太阳能驱动的月壤原位熔盐电化学制氧，将是支撑人类未来月面生存氧气需求的重要方法之一，故惰性析氧阳极不可或缺。因此，本文也简要综述了基于惰性阳极的月壤电解制氧技术